Dividindo o Indivisível

Átomo é uma palavra grega que significa indivisível, ou ainda sem partes. Em 1917 o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871 - 1937), Prêmio Nobel de Química em 1908, efetuou os primeiros experimentos científicos onde foi possível dividir o átomo. Faz, portanto, mais de um século que a humanidade conseguiu dividir o indivisível.

Ao comprovar que o átomo era feito de partes, formada por um núcleo massivo (que hoje se sabe é feito de prótons e nêutrons), circundados por elétrons velozes, Rutherford inaugurou uma nova área de ciência, chamada física nuclear. Curiosamente, sabia-se que os elétrons apresentavam uma propriedade chamada carga, e que esta era oposta à dos prótons. Definiu-se a carga do elétron como negativa, e mais tarde a do próton como positiva.

O mentor, professor e colega de Rutherford era o físico inglês Joseph John Thomson (1856 - 1940), premiado com Nobel de Física em 1906 exatamente pela descoberta do elétron. Como o elétron faz parte do átomo, e este era considerado indivisível – além de sem cargas (i.e., eletricamente neutro), Thomson propôs um modelo de uma maçaroca para conceber o átomo, onde sugeria algo como um pudim com passas em escala diminuta, onde os elétrons faziam o papel das passas, pois eram considerados muito menores que os ditos átomos (Thomson efetuou uma brilhante estimativa tanto da massa quanto da carga do elétron a partir de seus experimentos). No entanto, havia um mistério a resolver: para neutralizar as cargas elétricas dos elétrons em movimento dentro do pudim, deveriam existir cargas opostas, positivas, compondo o que se entendia por átomo, dispersas uniformemente (exatamente como num pudim).

Tal mistério foi resolvido aos poucos por Rutherford. Mas não foi uma tarefa fácil, pois ele precisou corrigir Thomson, ao efetuar uma nova proposta, que é ensinada hoje nas escolas: o modelo atômico, e de quebra, mostrar que o inquebrável podia ser rompido.

Por volta de 1911 Rutherford havia proposto um novo modelo do átomo. Uma interessante aplicação de tal modelo vinculada ao átomo mais simples do universo, o hidrogênio, foi proposta teoricamente por um jovem doutor dinamarquês, Niels Henrik David Bohr (1885 - 1962), que havia trabalhado tanto com Rutherford quanto Thomson entre 1911 e 1912. Bohr explicou que o único próton no núcleo (portanto não havia nêutron) era circundado por apenas um elétron em grande velocidade, e que as trajetórias do elétron seguiam caminhos bastante definidos, como se o átomo fosse uma espécie de cebola, e o elétron migrasse entre suas camadas. Cada salto do elétron entre tais camadas dependia de uma quantidade precisa de energia na forma de luz (ou radiação), absorvida ou emitida. Bohr recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1922 “por seus serviços sobre a investigação da estrutura dos átomos e da radiação que emana deles”.

Bohr ainda aprendeu a jogar futebol durante sua estadia na Inglaterra e auxiliou a disseminar o esporte em seu país, como goleiro do Akademisk Boldklub (Acadêmico Futebol Clube). Assim como seu discípulo Bohr, Rutherford também adorava futebol, o esporte sensação da época. Tal time foi fundado em 1889 e existe até os dias de hoje, fazendo parte da segunda divisão do Campeonato Dinamarquês.

Outra curiosidade de Bohr é que durante muito tempo recebeu fundos, primeiro enquanto bolsista, depois como pesquisador, de uma antiga e célebre cervejaria dinamarquesa, a Carlsberg, fundada pelo industrial, mestre cervejeiro e filantropo dinamarquês Jacob Christian Jacobsen (1811 - 1887) em 1847. O nome da cervejaria surgiu em homenagem ao filho de seu fundador, Carl Christian Hillman Jacobsen (1842 - 1914), empreendedor e filantropo dinamarquês.

Em 1917 Rutherford finalmente conseguiu comprovar o rompimento do átomo: colidindo pequenas partículas chamadas alfa (que continham dois prótons e dois nêutrons) num gás de nitrogênio (cujo núcleo tem 7 prótons e 7 nêutrons), observou as primeiras desintegrações, ou seja, resultados do choque. Desta maneira, devido as colisões, o nitrogênio transmutou-se em oxigênio (com um núcleo de 8 prótons e 9 nêutrons), deixando livre um nêutron. Dito de outra forma, Rutherford promoveu a transmutação de elementos químicos, um sonho dos primeiros alquimistas. Tais experimentos foram repetidos à exaustão e publicados apenas em 1919, com o término da I Guerra Mundial (Collision of α Particles with Light Atoms. IV. An Anomalous Effect in Nitrogen. [Colisão de Partículas Alfa com Átomos Leves. IV. Um Efeito Anômalo no Nitrogênio] Phil. Mag. 37, 1919, 581-587).

Rutherford era filho de um modesto fazendeiro produtor de linho e de uma professora primária. Teve onze irmãos. Devido ao seu talento, conseguiu adentrar numa universidade para completar seus estudos. Teve bons professores e passou a ser tornar um, único, ímpar. Pessoa simples, chegou a se tornar cavaleiro em 1914, transmutando-se em Lorde Rutherford of Nelson, mas sem esquecer suas origens. Entre seus grandes feitos científicos, Rutherford pode ser considerado o primeiro alquimista, por descobrir a natureza das transmutações, além de descobrir os segredos da estrutura do átomo, não mais indivisível.

*Professor da Escola Politécnica, Departamento de Engenharia Química e do Instituto de Humanidades, Artes e Ciências da UFBA